Способ динамической градуировки датчика расхода и стенд для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01F25/00 

Изобретение относится к приборостроению, к методам и устройствам для испыта- ний гидравлических измерительных устройств, в частности к динамической градуировке расходомеров.

Цель изобретения - повышение точности градуировки путем снижения погрешности формирования переменной составляющей расхода.

На чертеже изображена принципиальная гидравлическая схема стенда, реализующего предлагаемый способ.

Стенд для динамической градуировки датчиков расхода содержит сборный трубопровод 1, состоящий из неподвижных входной 2 и выходной 3 магистралей. Концы неподвижных трубопроводов 2 и 3 снабжены дросселирующими элементами, например пакетами дросселирующих шайб 4 и 5, В центральной части сборного трубопровода 1 расположен подвижный в осевом направлении участок 6 гидравлического тракта (средний участок) с градуируемым датчиком 7, Снаружи среднего подвижного участка 6 с радиальным зазором размещен дополнительный участок трубы 8 с сильфо- намм 9 и 10 на концах и образующий с ним и неподвижными концами трубопроводов 2 и 3 герметичный коаксиальный канал 11. Соединенные между трубопроводами 2 и 6, 3 и 6 загерметизировано уплочнительными кольцами 12. При этом условное проходное сечение магистрали 6 больше, чем трубопроводов 2 и 3.

Коаксиально среднему участку 6 сборного трубопровода 1 установлен бандаж 13, соединенный также с дополнительным участком 8 и перфорированный в области коаксиального канала 11 рядом отверстий 14. Бандаж 13 соединен с приводом 15, который обеспечивает осевое перемещение градуируемого датчика 7 совместно со средним участком б по заданному закону. Привод может быть осуществлен с помощью вибростола, кривошипно-шагунного механизма. гидроударной установки и т.д. Перемещение бандажа 13 идентично перемещению градуируемого датчика 7 и регистрируется с помощью датчика 16 перемещения, Измерение среднего расхода осущес вляется расходомером 17, а подачу и вепичину среднего расхода обеспечивают с помощью напорного устройства 18 и дросселя 19.

Способ осуществляют следующим образом.

С помощью напорного устройства 18 м дросселя 19 организуют необходимый средний расход по сборному трубопроводу 1, выравнивают давление в коаксиальном канале 11 и в проточной части среднего участка б трубопровода, Равные средние давления в проточной части датчика 7 и в коаксиальном канале обеспечиваются за счет выполнения жиклерного отверстия {не пок-азано) в подвижной части среднего участка. Далее датчик 7 через бакдаж 13 приводом 15 приводится в двжение по заданному закону. Чувствительный элемент датчика воспринимает воздействие среднего расхода,

0 создаваемого напорным устройством, и пульсаций расхода, вызываемых изменением относительной скорости между движущейся жидкостью и корпусом датчика 7. Это изменение осуществляется за счет переме5 щения датчика в осевом направлении. Для сохранения постоянства объема любого выделенного участка сборного трубопровода 1 сопряжение среднего участка 6 с неподвижным входным 2 и выходным 3 трубопровода0 ми выполняется по внутренней поверхности среднего участка 6, В противном случае изменение отдельных сечений сборного участка при каждом его перемещении приводили бы к формированию дополнительных коле5 баний расхода и искажали бы основной сиг- нап, формируемый перемещением датчика 7.

Реализация предлагаемого способа обеспечивается за счет организации такого

0 течения жидкости, при котором перемещения подвижной части гидравлического тракта осуществляют между акустически закрытыми неподвижными участками 2 и 3. Акустически закрытые концы обеспечива5 ются пакетами дросселирующих элементов 4 и 5, работающих в бескавитационном режиме течения, при этом в процессе градуировки датчика 7 сохраняется постоянство объема всего сборного гидравлического

0 тракта 1 и любого выделенного элементарного объема внутри его. Таким образом, возмущения расхода и энергия, связанные с перемещением среднего участка 6, не выносятся за пределы градуируемого датчика 7,

5 а воздействуют на его чувствительный элемент и им же регистрируются. Сохранение постоянства объема сборного трубопровода 1 и любого выделенного элементарного объема сечения внутри его обеспечивает отсут0 ствиз дополнительных возмущающих воздействий.

Акустически закрытый конец характеризуется гидравлическим импедансом, стремящимся к бесконечности. Гидравлический

5 импсдгнс представляет собой полное комплексное сопротивление гидравличес сой линии и представляет отношение отклонения давления к отклонению расхода в сечении. Таким образом, выполнение неподвижных концов трубопровода 1 акустически ззкрытымм с помощью дросселирующих элементов 4 и 5, а также устранение за счет уплот- нительных колец 12 и замкнутого коаксиального канала 11, в котором давление разно давлению в проточной части датчика, обеспечивают уменьшение погрешности задания тарированных по величине колебаний расхода и однозначное соответствие между перемещением среднего участка 6 и расходом жидкости, воспри- нимаемом чувствительным элементом гоадуируемого датчика 7.

Формул а изобретения 1. Способ динамической градуировки датчика рэс-.ода, включающий воспроизве- дение постоянной и переменной составляющих озсхода путем перемещения датчика относительно жидкости, измерение параметров движения датчика и регистрацию выходных сигналов расходомера, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности градуировки путем снижения погрешности формирования переменной составляющей расхода, перемещение датчика осуществляют между акустически закрыты- ми концами трубопровода в направлении его продольной оси, причем датчику сообщают знакопеременные колебания относительно потока жидкости, движущейся по

трубопроводу с постоянной скоростью, величину которой регистрируют.

2. Стенд для динамической градуировки датчика расхода, содержащий напорное ус- -фойство, соединенное трубопроводами с гидравлическим трактом, формирователь колебаний расхода и привод, отличающийся тем, что, с целью повышения точности градуировки путем снижения погрешности формирования переменной составляющей расхода, формирователь колебаний расхода выполнен в виде среднего подвижного участка сборного трубопровода гидравлического тракта, снаружи которого установлен дополнительный участок трубопровода, посредством сильфонов закрепленный к неподвижным концам сборного трубопровода, с образованием между средним и дополнительным участками коаксиального канала, градуируемый датчик установлен с возможностью осевого перемещения а среднем участке, при этом коаксизльно дополнительному участку установлен бандаж, перфорированный в области коаксиального канала и связанный с приводом и дополнительным участком сборного трубопровода, неподвижные концы которого снабжены дросселирующими элементами,